INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN BIOTECNOLOGÍA APLICADA
“ Evaluación del efecto hipolipemiante e
hipoglucemiante de extractos de Turnera diffusa, Ibervillea sonorae y Morinda citrifolia”
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRÍA EN BIOTECNOLOGÍA APLICADA
P R E S E N T A :
ING. A. DIANA DEL CARMEN PAZOS GUARNEROS
DIRECTOR DE TESIS:
Dra. María del Carmen Cruz López CO‐DIRECTOR DE TESIS:
Dra. Leticia Garduño Siciliano
TEPETITLA DE LARDIZÁBAL TLAXCALA 2009
El presente trabajo se realizo en el Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada y el Departamento de Toxicología preclínica de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN, bajo la dirección de la Dra. María del Carmen Cruz López y la Dra. Leticia Garduño Siciliano, con el financiamiento de proyectos de investigación CONACyT (Proyecto CB 2007-80508) y de la Secretaria de Investigación y Posgrado (SIP) del IPN (Proyectos 20070055, 20080385, 20090806). Así mismo, con el apoyo económico de una beca otorgada por el IPN y de un complemento de beca del Programa Institucional para la Formación de Investigadores (PIFI) del IPN (20070055, 20080385, 20090806).
CONGRESOS
Parte de este trabajo fue presentado en:
“Evaluación del efecto hipolipemiante del aceite de semilla de noni en ratones normolípidicos”
Diana del Carmen Pazos Guarneros, María del Carmen Cruz López, Leticia Garduño Siciliano.
VI Encuentro Participación de la mujer en la ciencia, Mayo 2009, León, Gto, México.
“Efecto hipolipemiante de extractos de Turnera diffusa”
D.C. Pazos-Guarneros, M. C. Cruz-López, L. Garduño-Siciliano
XVIII Congreso Italo-Latinoamericano de Etnomedicina, Septiembre 2009, la Habana, Cuba.
AGRADECIMIENTOS
A la Dra. María del Carmen Cruz López por sus grandes enseñanzas al compartir sus conocimientos y experiencias. Gracias por la confianza, amistad, paciencia y el tiempo dedicado en mi formación para llevar a cabo la elaboración del presente trabajo.
A la Dra. Leticia Garduño Siciliano por expandir mis conocimientos hacia el área de la toxicología, por su amistad, confianza y guía durante la realización de este trabajo.
Al Dr. Joaquín Tamariz Mascarúa por permitirme realizar trabajo experimental en el laboratorio No. 5 de Química orgánica, ubicado en la ENCB.
A la Dra. Fabiola Eloísa Jiménez Montejo por ampliar mis conocimientos en el área de química al guiarme, aconsejarme y brindarme su amistad.
A los miembros del jurado por sus atinadas observaciones y el tiempo invertido en la revisión de este trabajo: Dra. Leticia Garduño Siciliano, Dr. Víctor Eric López y López, Dra. María del Rosario Ruiz Guerrero, Dra. María Myrna Solís Oba, Dra. María del Carmen Cruz López.
A todos los profesores del CIBA Tlaxcala por sus conocimientos impartidos.
Al personal del CIBA Tlaxcala por el apoyo brindado.
DEDICATORIA
A Dios por brindarme tantas oportunidades que se convierten en grandes lecciones de vida.
A mis padres Maricruz y Luis Carlos por su amor incondicional, apoyo y guía para poder tomar esas oportunidades.
A mi esposo Alberto por su amor, apoyo, confianza y enseñanzas, gracias por compartir las buenas y no tan buenas experiencias.
A mi hijo Luis Alberto, por complementar mi vida llenándola de bellos momentos.
A mis compañeros y amigos del CIBA Tlaxcala y de la ENCB por su amistad, y por los momentos de alegrías y tristezas compartidos. Gracias Jabel, Luisa, Ruben, Selma, Paco, Citlali, Fabiola, Ehe, Victor, Jaqueline, Luisa E.
CONTENIDO
ÍNDICE DE TABLAS ... 3
ÍNDICE DE GRÁFICAS... 6
INDICE DE DIAGRAMAS ... 8
GLOSARIO ... 9
ABSTRACT ... 10
RESUMEN ... 12
1 INTRODUCCIÓN ... 14
1.1 METABOLISMO ... 14
1.2 LOS LÍPIDOS Y EL METABOLISMO ... 15
1.2.1 Colesterol Total ... 16
1.2.2 Triglicéridos ... 16
1.2.3 Lipoproteínas ... 17
1.2.3.1 Lipoproteínas de alta densidad (HDL) ... 17
1.2.3.2 Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) ... 18
1.2.3.3 Relación Colesterol Total ‐ col‐HDL ... 18
1.2.4 Alteración de los lípidos en el organismo ... 19
1.3 LOS CARBOHIDRATOS Y EL METABOLISMO ... 22
1.3.1 Diabetes Mellitus ... 22
1.4 EVALUACIÓN TOXICOLÓGICA DEL HÍGADO ... 27
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 28
3 ANTECEDENTES ... 29
3.1 MORINDA CITRIFOLIA (NONI) ... 30
3.2 TURNERA DIFFUSA (DAMIANA) ... 32
3.3 IBERVILLEA SONORAE (GUAREQUE) ... 34
4 JUSTIFICACIÓN ... 36
5 OBJETIVOS ... 37
5.1 OBJETIVO GENERAL ... 37
5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 37
5.2.1 Evaluar el efecto sobre los niveles de lípidos de extractos de Turnera diffusa, Ibervillea sonorae y Morinda citrifolia en ratones normolipídicos e hiperlipémicos... 37
5.2.2 Evaluar la hepatotoxicidad de los extractos determinando valores de transaminasas (GOT, GPT) y fosfatasa alcalina. ... 37
5.2.3 Establecer el perfil químico mediante métodos colorimétricos ... 37
5.2.4 Relacionar el contenido de metabolitos secundarios con la actividad biológica observada. ... 37
5.2.5 Evaluar el efecto sobre los niveles de glucosa de extractos de damiana, guareque y aceite de semilla de noni, en ratones normoglucémicos. ... 37
6 METODOLOGÍA ... 38
6.1 OBTENCIÓN DE EXTRACTOS ... 38
6.1.1 Acondicionamiento del material vegetal ... 38
6.1.2 Obtención de extractos por maceración ... 38
6.1.3 Análisis cromatográfico de extractos ... 40
6.2 MÉTODO PARA ESTABLECER EL PERFIL QUÍMICO DE EXTRACTOS ... 41
6.3 EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LOS EXTRACTOS OBTENIDOS ... 41
6.3.1 Pruebas de solubilidad de los extractos ... 41
6.3.2 Determinación del efecto hipolipemiante ... 42
6.3.2.1 Evaluación de los extractos en ratones normolipídicos ... 42
6.3.2.2 Evaluación de los extractos en ratones hiperlipémicos ... 43
6.3.3 Procesamiento de datos ... 46
7 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 47
7.1 OBTENCIÓN DE EXTRACTOS ... 47
7.2 PRUEBAS COLORIMÉTRICAS PARA LOS EXTRACTOS DE DAMIANA Y GUAREQUE ... 49
7.3 EVALUACIÓN BIOLÓGICA DE LOS EXTRACTOS OBTENIDOS ... 50
7.3.1 Evaluación biológica en ratones normolipídicos de los extractos obtenidos ... 50
7.3.1.1 Evaluación del efecto hipoglucemiante de extractos ... 51
7.3.1.2 Efecto hipolipemiante de extractos ... 55
7.3.1.3 Evaluación de las enzimas hepáticas al administrar extractos ... 59
7.3.1.4 Evaluación del hígado ... 63
7.3.1.5 Cuantificación del contenido de grasa ... 67
7.3.2 Evaluación biológica en ratones hiperlipémicos de los extractos obtenidos ... 69
7.3.2.1 Evaluación del efecto hipoglucemiante de extractos de damiana, guareque y aceite de noni ... 70
7.3.2.2 Efecto hipolipemiante de extractos de damiana, guareque y aceite de noni .. 74
7.3.2.3 Evaluación de las enzimas hepáticas al administrar extractos de damiana, guareque y aceite de noni en ratones hiperlipémicos ... 88
7.3.2.4 Evaluación del hígado ... 98
8 CONCLUSIONES ... 106
8.1 DAMIANA ... 106
8.2 GUAREQUE ... 106
8.3 NONI ... 107
BIBLIOGRAFÍA... 108
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Criterios propuestos por la OMS para el diagnóstico del síndrome metabólico. ... 14
Tabla 2 Principal clasificación de los fármacos hipolipemiantes ... 20
Tabla 3 Clasificación de los principales hipoglucemiantes ... 23
Tabla 4 Ejemplo de interacciones de plantas con medicamentos. ... 27
Tabla 5 Tipos de lesión hepática ... 27
Tabla 6 Pruebas de colorimetría ... 49
Tabla 7 Abreviación de los extractos y testigos utilizados en la evaluación biológica ... 50
Tabla 8 Efecto de los extractos de damiana sobre los niveles séricos de glucosa ... 52
Tabla 9 Porcentaje de la concentración de glucosa sérica de ratones ICR al ser administrados con extractos de guareque ... 53
Tabla 10 Efecto sobre los niveles de glucosa en ratones normoglucémicos al ser administrados de aceite de semilla de noni ... 54
Tabla 11 Efecto sobre los niveles de lípidos en ratones normales de extractos de damiana ... 55
Tabla 12 Perfil lipídico de ratones normolipídicos al administrarlos con extractos de guareque ... 57
Tabla 13 Perfil lipídico de ratones normolipídicos al administrarlos con aceite de semilla de noni ... 58
Tabla 14 Enzimas hepáticas de ratones normolipídicos al administrarlos con extractos de damiana ... 60
Tabla 15 Enzimas hepáticas de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con extractos obtenidos de guareque ... 61
Tabla 16 Enzimas hepáticas de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con aceite obtenido de la semilla de noni ... 63
Tabla 17 Peso relativo grasa y peso relativo hígado de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con diferentes extractos obtenidos de damiana ... 64
Tabla 18 Peso relativo grasa y peso relativo hígado de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con diferentes extractos obtenidos de guareque ... 65
Tabla 19 Peso relativo grasa y peso relativo hígado de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con aceite de semilla de noni ... 66
Tabla 17 Peso relativo grasa y peso relativo hígado de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con diferentes extractos obtenidos de damiana ... 67
Tabla 18 Peso relativo grasa y peso relativo hígado de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con diferentes extractos obtenidos de guareque ... 68
Tabla 19 Peso relativo grasa de ratones normolipídicos al administrarlos a distintas dosis con aceite de semilla de noni ... 68
Tabla 20 Porcentaje de la concentración de glucosa sérica de ratones ICR hiperlipémicos al ser administrados con extractos de damiana ... 72
Tabla 21 Porcentaje de la concentración de glucosa sérica de ratones ICR hiperlipémicos al ser administrados con extractos de guareque ... 72 Tabla 22 Porcentaje de la concentración de glucosa sérica de ratones ICR hiperlipémicos al ser administrados con aceite de semilla de noni ... 73 Tabla 23 Perfil lipídico de ratones hiperlipémicos al administrarlos con extractos obtenidos de damiana ... 84 Tabla 24 Perfil lipídico de ratones hiperlipémicos al administrarlos a distintas dosis con extractos obtenidos de guareque ... 85 Tabla 25 Perfil lipídico de ratones hiperlipémicos al administrarlos a distintas dosis con aceite de semilla de noni ... 87 Tabla 26 Enzimas hepáticas de ratones hiperlipémicos al administrar extractos de damiana a distintas dosis... 94 Tabla 27 Enzimas hepáticas de ratones hiperlipémicos al administrar extractos de guareque a distintas dosis ... 95 Tabla 28 Enzimas hepáticas de ratones hiperlipémicos al administrar aceite de semilla de noni a distintas dosis ... 97 Tabla 29 Porcentaje del peso relativo de grasa y peso relativo hígado de ratones hiperlipémicos, al ser
administrados con extractos de damiana a distintas dosis. ... 102 Tabla 30 Porcentaje del peso relativo de grasa y peso relativo hígado de ratones hiperlipémicos al ser administrados con extractos de guareque a distintas dosis. ... 103 Tabla 31 Porcentaje del peso relativo de grasa y peso relativo hígado de ratones hiperlipémicos al ser administrados con aceite de semilla de noni a distintas dosis. ... 104
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Molécula de Colesterol ... 16
Figura 2 Molécula de Triglicérido ... 17
Figura 3 Formación de cuerpos cetónicos ... 25
Figura 4 Alteraciones metabólicas y repercusiones clínicas por ausencia de insulina ... 26
Figura 5 Planta y fruto de noni ... 30
Figura 6 Nuevas moléculas aisladas de la raíz de Noni. ... 31
Figura 7 Planta de Turnera diffusa (damiana) ... 32
Figura 8 Planta y raíz de Ibervillea sonorae (guareque) ... 34
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1 Niveles de glucosa de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo solución salina. ... 71 Gráfica 2 Niveles de glucosa de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo aceite mineral ... 71 Gráfica 3 Niveles de colesterol de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 75 Gráfica 4 Niveles de colesterol de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 75 Gráfica 5 Niveles de triglicéridos de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 77 Gráfica 6 Niveles de triglicéridos de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 77 Gráfica 7 Niveles de col‐HDL de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo solución salina ... 79 Gráfica 8 Niveles de col‐HDL de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo aceite mineral ... 79 Gráfica 9 Niveles de col‐VLDL de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo solución salina ... 81 Gráfica 10 Niveles de col‐VLDL de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 81 Gráfica 11 Índice Aterogénico de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando domo vehículo solución salina ... 83 Gráfica 12 Índice Aterogénico de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis
utilizando como vehículo aceite mineral ... 83 Gráfica 13 Niveles de ALP de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 89 Gráfica 14 Niveles de ALP de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 89 Gráfica 15 Niveles de GPT de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 91 Gráfica 16 Niveles de GPT de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 91 Gráfica 17 Niveles de GOT de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 93
Gráfica 18 Niveles de GOT de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 93 Gráfica 19 Peso Relativo Grasa de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 99 Gráfica 20 Peso Relativo Grasa de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 99 Gráfica 21 Porcentaje del Peso Relativo Hígado de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo solución salina ... 101 Gráfica 22 Porcentaje del Peso Relativo Hígado de ratones hiperlipémicos al administrar diferentes extractos a distintas dosis utilizando como vehículo aceite mineral ... 101
INDICE DE DIAGRAMAS
Diagrama 1 Extracción por soxhlet ... 39
Diagrama 2 Extracción consecutiva por maceración ... 40
Diagrama 3 Cromatografía en capa fina ... 41
Diagrama 4 Evaluación biológica en modelo normolipídico ... 43
Diagrama 5 Evaluación biológica en modelo de hiperlipemia ... 45
Diagrama 6 Rendimiento de extractos obtenidos de damiana ... 48
Diagrama 7 Rendimiento de extractos obtenidos de guareque ... 49
GLOSARIO
Apoproteínas: Componente proteico o cadena polipeptídica de un complejo que contiene proteínas, liberado o separado de todos los ligandos o grupos prostéticos como son las lipoproteínas.**
Astringente: Que produce constricción o sequedad.*
Caquexia: Estado de trastorno constitucional profundo y progresivo, determinado por causas diversas: infecciones, intoxicaciones, tumores, etc.*
Catártico: Purgante, especialmente el de acción intermedia a los laxantes y los drásticos.*
Célula beta: Célula constituyente de los islotes de Langerhans, que contiene gránulos solubles en alcohol.*
Cetoacedosis: Estado caracterizado por la presencia de los denominados cuerpos cetónicos (ácido β‐hidroxibutírico, ácido acetoacético y acetona) en la sangre debido a un aumento en su producción.**
Cetogénesis: Producción de cuerpos cetónicos por oxidación de las grasas y algunos aminoácidos.* Cetonuria: Presencia de cetona en la orina.*
Colesterogénesis:
Dispepsia: Digestión difícil y laboriosa de carácter crónico.* Diurético: Que aumenta la secreción de orina.*
Espermatorrea: Derrame excesivo, frecuente e involuntario del semen, sin coito y a veces sin erección.*
Estrés oxidativo: Pérdida del equilibrio entre la producción de radicales libres o de especies reactivas de oxígeno y los sistemas de defensa antioxidante, y que tiene efectos deletéreos sobre los carbohidratos, los lípidos y las proteínas. Además, ha sido relacionado con la progresión de diferentes enfermedades crónicas y con la apoptosis.
Expectorante: Que posee la propiedad de favorecer la expulsión de materias contenidas en los bronquios.*
Fosfatasa alcalina: Es una proteína que se encuentra en todos los tejidos corporales. Los tejidos con cantidades particularmente altas de FA abarcan el hígado, las vías biliares y los huesos.**
Glicemia: Presencia de glucosa en la sangre.*
Gluconeogénesis: Formación de glucosa a partir de compuestos no carbohidratados, como lactato, aminoácidos y glicerol.**
Gota: Estado morboso constitucional distrófico, agudo o crónico caracterizado por el exceso de ácido úrico y uratos en la sangre, y por ataques dolorosos inflamatorios; generalmente nocturnos en las articulaciones del dedo gordo en particular.*
Hepatocito: substancia o fármaco que reduce la concentración de lípidos en la sangre.**
Hiperglicemia: Exceso de glucosa en la sangre.*
Hipoglucemiante: Que disminuye la concentración de glucosa en el organismo.*
Hipolipemiante: substancia o fármaco que reduce la concentración de lípidos en la sangre.**
Laxante: Medicamento o preparación suave, que obran sin irritar el intestino.* Miopatía: Término general para las afecciones del sistema muscular.*
Nefritis: Inflamación del tejido renal (inflamación difusa al riñón).* Polidipsia: Sed excesiva, hidromanía, anadipsia.*
Polifagia: Hambre voraz excesiva.*
Poliuria: Secreción y emisión abundantes de orina.*
Prostaglandinas: Compuestos acídicos liposolubles semejantes a las hormonas, actúan y están presente en casi todos los tejidos. Son biosintetizados mayoritariamente por el útero en la mujer y la próstata en el hombre.**
Prurito: Sensación particular que incita a rascarse.* Quilomicrones:
Rabdomiósis:
Secretagogos: Que estimula la secreción de las glándulas.*
* Cardinal, (1965), Diccionario enciclopédico Terminológico de ciencias médicas, Octava Edición, Salvat Editores S. A.
** Bennington L. J., (1991), Diccionario enciclopédico del laboratorio clínico, Segunda Edición, Editorial Médica Panamericana.
ABSTRACT
Metabolic disorder like high levels of lipids and glucose is considered a serious problem in the general population today, this situation is closely linked to diseases such as atherosclerosis, cardiovascular disease and diabetes mellitus (DM) are the main causes of death in our country.
The treatment of these diseases involves a high cost drugs to patients, in addition to the disadvantages of generate drug resistance in prolonged treatments, being necessary to increase doses. This coupled with side effects, has led to increase frequent recourse to alternative therapies, one of the most traditional use of plants.
Plants are a rich source of bioactive substances, although some of them are highly toxic and harmful to humans. Therefore, it is important to chemical-biological studies that prove the effectiveness of these plants in the treatment of diseases and the potential toxicity that may occur, can be recommended for use in a safe manner.
In this context, this paper therefore seeks to determine the effect of hypolipemic and hypoglycemic that: Turnera diffusa (Damiana), Ibervillea sonorae (guareque) and Morinda citrifolia (noni). These are plants widely used in treating various diseases, especially DM, but so far there are no studies to substantiate the therapeutic effect or that its consumption is safe.
Extracts were obtained from hexane, dichlorometane, methanol, and water, that guareque, damiana and oil seed of noni. Colorimetry were tested to determine qualitatively the presence of alkaloids and phenolic compounds in the extracts of damiana and guareque. The extracts obtained were administered in doses of 150, 300 and 600 mg/kg/day in ICR strain mice for 28 days and assessed the effect on cholesterol levels, triglycerides, col-HDL, col-LDL and glucose. Liver enzymes were also quantified as an indicator of potential toxicity. In a subsequent study, hyperlipidemia was induced in mice of the same strain and determined the levels of lipids, glucose and liver enzymes.
The results showed that extracts of damiana and guareque decreased glucose levels, cholesterol, triglycerides in normal animals to 64%, 19% and 32% respectively, which
viewed in isolation might suggest that the intake of these species is potentially dangerous, however, the model of hyperlipemic, it appears that mainly damiana extract at doses of 600 causes a decrease in cholesterol and triglycerides to 37% and 44%
respectively, keeping the amount of glucose at acceptable levels. Clearly, the complex mixture of substances which is an extract can be a source of substances with antagonistic activities, but it is important to note that there is an effect when there is pathology. As for toxicity, the dichloromethane extract of damiana has the highest safety and increased lipid-lowering effect.
Moreover, guareque extracts are potentially toxic to encounter serious abnormalities in liver enzymes, and behavior change, difficulty breathing, seizures and high mortality rate of animals, although it is notable that the effect on the levels glucose. We suggest you make a deeper study to determine the toxicity of extracts guareque, since this species is now widely consumed in our country
RESUMEN
Actualmente, es alarmante el número de personas que presentan algún tipo de alteración metabólica como niveles altos de lípidos y glucosa, ésta situación está estrechamente relacionada con padecimientos como la ateroesclerosis, enfermedades cardiovasculares y diabetes mellitus que representan las principales causas de muerte en nuestro país.
El tratamiento de estas enfermedades con fármacos implica un alto costo para el paciente, además de la desventaja que representa a largo plazo al generar resistencia al fármaco, siendo necesario incrementar dosis. Esto aunado a los efectos colaterales, como el desarrollo de úlceras gástricas, entre otras, ha llevado a que cada vez con más frecuencia se recurra a alternativas terapéuticas, siendo una de las de mayor tradición el uso de plantas.
Es conocido el hecho de que los recursos naturales y en particular las plantas son una vasta fuente de sustancias bioactivas, sin embargo también es conocido que algunas de ellas resultan ser altamente tóxicas y perjudiciales para el ser humano. Por ello, es importante hacer estudios químico-biológicos que evalúen la efectividad de estas plantas en el tratamiento de enfermedades así como la posible toxicidad que pueden presentar, para que se pueda recomendar su uso de una manera segura.
En este contexto, en el presente trabajo se planteó como objetivo determinar el efecto hipolipemiante e hipoglucemiante de las especies: Turnera diffusa (damiana), Ibervillea sonorae (guareque) y Morinda citrifolia (noni).Las cuales son plantas ampliamente utilizadas en el tratamiento de diversos padecimientos, especialmente de la diabetes mellitus (DM), sin embargo hasta el momento no existen estudios que comprueben su efecto terapéutico de una manera contundente, ni que su consumo sea seguro.
Se obtuvieron extractos de hexano, diclorometano, metanol y agua de damiana y guareque, mientras que de noni sólo se obtuvo el aceite de la semilla del fruto. Se hicieron pruebas de colorimetría para determinar en forma cualitativa la presencia de alcaloides y compuestos fenólicos en los extractos de damiana y guareque. Los
extractos obtenidos se administraron en dosis de 150, 300 y 600 mg/Kg/día en ratones de cepa ICR durante 28 días y se evaluó el efecto sobre los niveles de colesterol, triglicéridos, LDL y glucosa. También se cuantificaron enzimas hepáticas como indicador de la posible toxicidad. En un estudio posterior, se indujo hiperlipidemia a ratones de la misma cepa y se determinaron los niveles de lípidos, glucosa y enzimas hepáticas.
Los resultados mostraron que los extractos de damiana y guareque disminuyeron los niveles de glucosa, colesterol, triglicéridos en los animales normales hasta un 64%, 19% y 32% respectivamente, lo que visto en forma aislada podría sugerir que el consumo de éstas especies resulta potencialmente peligroso; Sin embargo, en el modelo de hiperlipemia, se observa que principalmente el extracto de damiana a dosis de 600 ocasiona una disminución de colesterol y triglicéridos hasta un 37% y 44%, respectivamente, manteniendo la cantidad de glucosa en niveles aceptables. Es evidente que la mezcla compleja de sustancias que es un extracto puede ser fuente de sustancias con actividades antagónicas, pero lo importante es observar que si hay un efecto cuando existe una patología. Sobre la toxicidad considerada como la alteración de enzimas hepáticas, resalta el hecho de que el extracto de diclorometanico de damiana presenta la mayor inocuidad y al mismo tiempo el mayor efecto hipolipemiante.
Por otra parte, los extractos de guareque son potencialmente tóxicos al encontrar serias alteraciones en las enzimas hepáticas, así como cambio de comportamiento, dificultad para respirar, convulsiones y un alto índice de mortalidad de los animales, aunque también cabe destacar que el efecto sobre los niveles de glucosa si son importantes. Se sugiere hacer un estudio más profundo para determinar la toxicidad de los extractos de guareque, ya que está especie en la actualidad es ampliamente consumida en nuestro país.
1 INTRODUCCIÓN
1.1 Metabolismo
En las células animales los procesos bioquímicos se localizan en diferentes organelas o compartimentos, lo que facilita su regulación. En ocasiones las células humanas sintetizan enzimas defectuosas o bien producen cantidades insuficientes de alguna enzima que se traduce en suministro insuficiente de un compuesto metabólico esencial, lo que puede derivar en una enfermedad metabólica.1
Dada la importancia del metabolismo es preciso mencionar que cualquier alteración en este proceso puede comprometer de forma significativa la vida, por lo que a los padecimientos que alteran el metabolismo se les denomina Síndrome Metabólico (SM);
en 1989 la Organización Mundial de la Salud (OMS) propuso los criterios de evaluación para el diagnóstico del SM (Tabla 1), en el cual se especifica que cuando una misma persona presenta por lo menos tres de los parámetros señalados, este se diagnosticará como un SM.2
Tabla 1 Criterios propuestos por la OMS para el diagnóstico del síndrome metabólico.
Parámetros Referencia Resistencia a la Insulina
Medida por hiperinsulinemia dependiente de los niveles de glucosa
Intolerancia a la glucosa Glucemia de ayuno >110 mg/dL y/o 2hr post-carga ≥140 mg/dL
Dislipidemia Col-HDL Mujeres < 45 mg/dL
Hombres < 35 mg/dL
Triglicéridos > 150 mg/dl
Hipertensión arterial ≥140/90 mm Hg
Obesidad abdominal
Circunferencia abdominal (crestailíaca):
Hombres > 102 cm Mujeres > 88 cm Índice de Masa Corporal (IMC) >30 kg/m2
El SM se considera como la suma de factores de riesgo lipídicos y no lipídicos que pueden aparecer de forma simultánea o secuencial en un mismo individuo como
manifestaciones de un estado de resistencia a la insulina cuyo origen parece ser genético o adquirido en útero; no se trata de una simple enfermedad, si no de un grupo de problemas de salud causados por la combinación de factores genéticos y factores asociados al estilo de vida, especialmente la sobrealimentación y la ausencia de actividad física, de forma que el exceso de grasa corporal (particularmente la abdominal) y la inactividad física favorecen al desarrollo de insulinoresistencia.2
La obesidad, la hipertensión, la alteración de los niveles de glucosa y lípidos son el principal conjunto de desórdenes que caracterizan al SM; 3 por lo que la prevención primaria de este padecimiento es el manejo eficaz de los distintos factores de riesgo que lo definen como son la diabetes mellitus (DM) y las hiperlipemias.
1.2 Los lípidos y el metabolismo
Los lípidos, como grupo heterogéneo de sustancias, desempeñan funciones muy diversas en el organismo ya que actúan como vitaminas, hormonas, componentes de membranas biológicas o reserva energética, almacenándose principalmente en el tejido adiposo en forma de triacilglicéridos. En el caso de los mamíferos, el metabolismo lipídico comienza con la digestión de las grasas ingeridas en la dieta, su transporte por medio de las lipoproteínas, su posterior almacenamiento y su movilización cuando son necesarias para la obtención de energía. En este sentido, los ácidos grasos representan la principal fuente de almacenamiento de energía en muchos organismos ya que el carbono está casi completamente reducido y su oxidación genera más energía que los carbohidratos.4
Los principales lípidos del plasma humano son: colesterol, ésteres de colesterol, triglicéridos, fosfolípidos y ácidos grasos no esterificados; estos lípidos son transportados por medio de lipoproteínas, que son complejos macromoleculares compuesto de un núcleo lipídico hidrófobo, un fosfolípido y una superficie proteica.5
1.2.1 Colesterol Total
El colesterol total (col) (Figura 1) es un alcohol esteroide no saturado, es de carácter lipídico5, y se biosintetiza a partir del escualeno que es un triterpeno; es el miembro más abundante de la familia de los esteroides que se encuentra en los animales., cuya función principal en nuestro organismo es la de formar parte de las estructuras de las membranas celulares que conforman nuestros órganos y tejidos. Interviene en la síntesis de moléculas, como las hormonas suprarrenales y sexuales; se produce principalmente en el hígado y viaja por el torrente sanguíneo unido a dos tipos de lipoproteínas (lipoproteínas de alta densidad (col-HDL) y lipoproteínas de baja densidad (col-LDL)).6 El Col se sintetiza en casi todas las células, pero con mayor predilección en el hepatocito a partir de proteínas, grasas ingeridas y carbohidratos; en las células del ovario, testículos, células suprarrenales y epitelio intestinal7. Una dieta alta en col provoca que este no pueda ser totalmente transportado por el col-HDL lo que puede causar altas concentraciones de col en el torrente sanguíneo, ocasionando su acumulación en las paredes de las arterias restringiendo el flujo de la sangre.8
CH3
HO
H CH3
H
Figura 1 Molécula de Colesterol
1.2.2 Triglicéridos
Los triglicéridos (Tg) son ésteres formados por glicerol y ácidos grasos de cadena larga y habitualmente están presentes tres ácidos grasos diferentes (Figura 2). Constituyen alrededor del 25% del peso del tejido adiposo y son la forma principal de almacenamiento de lípidos en el humano, y constituyen el mayor aporte de energía a los órganos de depósito.5,6 Los Tg pueden ser producidos por el hígado (Tg endógenos) y son transportados por las lipoproteínas de muy baja densidad (col-VLDL).
También pueden ser aportados por la dieta (Tg exógenos) y son transportados por los quilomicrones que llevan la grasa del alimento desde el intestino a los tejidos periféricos especialmente a músculo, corazón y tejido adiposo.4,6
H H H
H
H O
O O O O
O
Figura 2 Molécula de Triglicérido
1.2.3 Lipoproteínas
Las lipoproteínas son complejos macromoleculares, algunas constituyen el sistema de transporte de lípidos en el organismo ayudando a mantener en forma solubilizada unos 500 mg de lípido por cada 100 ml de sangre. 4,9 Poseen un centro interno de lípidos hidrófobicos (Tg, y ésteres de colesterilo) recubiertas por una membrana de grosor unimolecular consistente de diversas proteínas (apolipoproteínas o simplemente apoproteínas) en asociación con lípidos (colesterol libre y fosfolípidos), la diferencia que existe entre las lipoproteínas consiste en cuanto a la cantidad de col, Tg, col-HDL y col- VLDL que contiene, lo cual afecta a su tamaño , densidad y la naturaleza de la lipoproteína en su membrana,9 por lo que estas se clasifican de acuerdo a su densidad en partículas de lipoproteína de baja densidad (col-LDL), por sus siglas en inglés (low- density-lipoprotein); lipoproteínas de alta densidad (col-HDL) por sus siglas en inglés (hig-density-lipoprotein), y lipoproteínas de muy baja densidad (col-VLDL) por sus siglas en inglés (very-low-density-lipoprotein).8
1.2.3.1 Lipoproteínas de alta densidad (HDL)
La HDL o col-HDL es una pequeña partícula que consta de un 50% de proteína (sobre todo de apo A-I y apo A-II, pero también algo de apo C y apo E), el 20% de colesterol (en su mayor parte esterificado), un 30% de fosfolípidos y sólo indicios de Tg. La HDL puede separarse en dos subclases principales HDL2 y HDL3 que varían en cuanto a la densidad, tamaño de partícula, composición y probablemente también papel fisiológico;
esta partícula es segregada tanto en el hígado como en el intestino, como partículas nacientes que contienen col y fosfolípidos, se cree que es el transporte del inverso del col ya que lo acumula de las membranas celulares y otras lipoproteínas para convertirse en una partícula esférica dentro de la circulación a través de la acción de la LCAT (lecitin-colesterol-aciltransferasa).5
Su función principal es recoger el col sobrante de los tejidos para trasladarlo al hígado donde será eliminado en forma de ácidos biliares y ésteres neutros.6,7
1.2.3.2 Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)
Las VLDL son pequeñas partículas ricas en Tg, tienen una proporción lípido:proteína muy baja lo que les permite flotar a una densidad más alta; los Tg que las conforman son de origen endógeno principalmente hepático . El colesterol y los fosfolípidos que las constituyen representan alrededor del 40% de la masa de las partículas y alrededor del 10% es proteína (principalmente apo B y apo C, con algo de apo E). Existe un amplio margen de tamaño de partículas de VLDL con una variación comitante de la composición química, siendo ricas en Tg y apo C las partículas mayores, mientras que las partículas más pequeñas son pobres en estos componentes; estas pequeñas partículas con depleción de Tg y material superficial, son resultado de la hidrólisis de las VLDL por la lipoproteín lipasa (LPL), y a menudo se denominan VLDL residuales o lipoproteínas de densidad intermedia (IDL). 5 La principal función que cumplen las VLDL es el transporte de Tg sintetizados en el hígado.
1.2.3.3 Relación Colesterol Total - col-HDL
La relación que existe entre el col y el col-HDL se conoce como Índice Aterogénico de Castelli (IA), y es la proporción matemática que existe entre estos dos parámetros en donde cifras elevadas (IA>4u) tienen una alta correlación con la ateroesclerosis, pues se utiliza para realizar una valoración rápida del riesgo a padecer enfermedades cardiovasculares 6, 7.
Por medio del IA podemos dar cuenta en forma global, si estamos envejeciendo normalmente o peligrosamente, pues estadísticamente, índices superiores a 4u tienen una alta incidencia de infarto y alteraciones vasculares, que en esencia indica un elevado índice de col no contrarrestado7.
1.2.4 Alteración de los lípidos en el organismo
Si bien los lípidos son de suma importancia para la preservación de la vida, una alteración de los niveles lipídicos en sangre puede ocasionar serios problemas a la salud; esta patología se conoce como hiperlipemia la cual se clasifica en:
Hipercolesterolemia: En donde el col plasmático se eleva por encima de 200 mg/dL, mientras que los Tg están por debajo de los 200 mg/dL.10
Hipertrigliceridemia: Los Tg aparecen en concentraciones superiores a los 200 mg/dL, mientras que el Coll se encuentra en concentraciones por debajo de los 200 mg/dL.10 Hiperlipemia Combinada: Las concentraciones de col y de Tg permanecen por arriba de los 200 mg/dL.10
Estas alteraciones derivan en serios problemas afectando el correcto funcionamiento del corazón, siendo las enfermedades isquémicas del corazón la causa de muerte número uno reportada en nuestro país.11
Con el fin de combatir este padecimiento y controlar los niveles adecuados de lípidos en sangre, se utilizan diversos tratamientos farmacológicos de entre los que destacan, secuestradores de ácido biliares, inhibidores de la HMG-CoA reductasa, derivados del ácido fíbrico, derivados del ácido nicotínico, secuestradores de ácidos biliares; sin embargo estos presentan efectos secundarios indeseables tales como los que se muestran en la Tabla 2.
Tabla 1 Principal clasificación de los fármacos hipolipemiantes Nombre Mecanismo de acción Efectos secundariosEstructura química Secuestradores de ácidos biliares, Resinas que captan ácidos biliares, Actúaen el tracto gastrointestinal, conjugándose con los ácidos biliares formando un complejo inabsorbible, con lo que seinterrumpe la circulación enterohepática aumentando su eliminación en heces.12 Son útiles para incrementosaislados de LDL yen pacientes con Hipertrigliceridemia.13,14 Producen alteraciones gastrointestinales como flatulencia, distensión y estreñimiento; alteracióndela absorción de nutrientes y otros fármacos.12 También pueden ocasionar diarrea, formación de cálculos vesiculares y piel seca.13 Efectos sobre la absorción de vitaminas A, D, E y K, ácido fólico y ácido ascórbico.14
H C
CCH CH2N (CH3)3Cl
C H
H H
H CC HH HnColestiramina Inhibidores de la HMG-CoA reductasa (Estatinas)
Son inhibidores competitivos de la HMG-CoA reductasaenzima clave en la síntesis hepática del colesterol, lo que originaunadisminución en su producción.12 Reducen las concentraciones de Col en suero inhibiendo la enzima que cataliza la reducción de hidroxi-metilglutaril-CoA o ácido mevalónico; lo que disminuye el pirofosfato de isopentilo , por lo que se reduce la biosíntesis de todos los terpenos incluyendo el Col.5 Estos compuestos sonmáseficaces para reducir el Col-LDL y reducen el estrés oxidativo y la inflamación vascular,13 debido a que inhiben el primer paso enzimático en la síntesis del Col disminuyendo así las concentraciones de Col plasmático.14
Presentan elevaciones de la actividad de la actividad de la aminotransferasa, dolor generalizado, debilidad en músculo esquelético, insuficiencia renal, interacción con medicamentos que inhiben o compiten por el citocromo 3A4 (ciclosporinas, Ketoconazol y congéneresinhibidoresde proteasasVIH y fibratos).13 Produce anomalías bioquímicas de la función hepática, miopatía o rabdomiósis (desintegración o disolución del músculo) y está contraindicado en el embarazo, lactancia y en adolescentes.14 La ingesta de másde 1 L de jugo de toronja incrementalos niveles de lovastatina, simvastatina y atorvastatina.13
O
O CH3
O
HOO H3C CH3 Lovastatina (mevacor)
Origen natural O
O CH3
O
HOO H3C CH3 Simvastatina (Zocor)
Origen natural MeMe Atorvastatina (Liptor)
Origen sintético NH
N C O
HOCF OOHOH